WO2022118847A1 - コモンモードフィルタ回路 - Google Patents

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WO2022118847A1
WO2022118847A1 PCT/JP2021/043898 JP2021043898W WO2022118847A1 WO 2022118847 A1 WO2022118847 A1 WO 2022118847A1 JP 2021043898 W JP2021043898 W JP 2021043898W WO 2022118847 A1 WO2022118847 A1 WO 2022118847A1
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common mode
inverter
phase
transformers
capacitors
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浩二 山口
悟司 小笠原
峻介 小原
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株式会社Ihi
国立大学法人北海道大学
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    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • This disclosure relates to a common mode filter circuit.
  • the above techniques have some effect in reducing the common mode current, but the effect of reducing the common mode voltage, which causes the bearing failure of the AC motor, is insufficient. Therefore, in the above techniques, the effect of noise suppression is limited.
  • the present disclosure explains that a common mode filter circuit capable of reducing a common mode voltage is provided.
  • One aspect of the present disclosure is an inverter equipped with a pair of input terminals connected to a power source and three output terminals for outputting three-phase alternating current, and a three-phase alternating current electric motor to which three-phase alternating current is supplied from the output terminal of the transformer. It is a common mode filter circuit connected between and three common mode transformers that cancel out the common mode voltage of three-phase alternating current, and three pairs of capacitors connected to the input terminals of the common mode transformer and the inverter, respectively. One end of each primary winding of the three common mode transformers is connected to each of the three output terminals of the inverter, and the other end of each primary winding of the three common mode transformers is a pair of inverters.
  • each pair of capacitors with one end connected to one of the input terminals of the Three of the three common-mode transformers, each connected to the other end of the pair of capacitors and each of the three-phase secondary windings of the three common-mode transformers connected in series with each other and connected in series with each other.
  • Each end of each phase secondary winding is connected to each of the three output terminals of the inverter, and the other end of each of the three phase secondary windings of the three common mode transformers connected in series with each other.
  • It is a common mode filter circuit connected to a three-phase AC electric machine, and the ratio of the number of turns of the primary winding of each of the three common mode transformers to the number of turns of the secondary winding is 3: 1.
  • the common mode voltage can be reduced.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the common mode filter circuit which concerns on embodiment. It is a perspective view which shows the common mode transformer of FIG. (A) is a graph showing the AC voltage for one phase supplied from the inverter when there is no common mode filter circuit, and (B) is the one phase component supplied from the inverter when the common mode choke coil is installed. (C) is a graph showing the common mode voltage when the common mode filter circuit according to the embodiment is installed, and (D) is a graph showing the case where the voltage axis of (C) is expanded. It is a graph which shows the common mode voltage of.
  • One aspect of the present disclosure is an inverter equipped with a pair of input terminals connected to a power source and three output terminals for outputting three-phase alternating current, and a three-phase alternating current electric motor to which three-phase alternating current is supplied from the output terminal of the transformer. It is a common mode filter circuit connected between and three common mode transformers that cancel out the common mode voltage of three-phase alternating current, and three pairs of capacitors connected to the input terminals of the common mode transformer and the inverter, respectively. One end of each primary winding of the three common mode transformers is connected to each of the three output terminals of the inverter, and the other end of each primary winding of the three common mode transformers is a pair of inverters.
  • each pair of capacitors with one end connected to one of the input terminals of the Three of the three common-mode transformers, each connected to the other end of the pair of capacitors and each of the three-phase secondary windings of the three common-mode transformers connected in series with each other and connected in series with each other.
  • Each end of each phase secondary winding is connected to each of the three output terminals of the inverter, and the other end of each of the three phase secondary windings of the three common mode transformers connected in series with each other.
  • It is a common mode filter circuit connected to a three-phase AC electric machine, and the ratio of the number of turns of the primary winding of each of the three common mode transformers to the number of turns of the secondary winding is 3: 1.
  • an inverter equipped with a pair of input terminals connected to a power supply and three output terminals for outputting three-phase alternating current, and a three-phase alternating current motor to which three-phase alternating current is supplied from the output terminals of the inverter.
  • a common mode filter circuit connected between the two is provided.
  • the common mode filter circuit includes three common mode transformers that cancel the common mode voltage of three-phase alternating current, and three pairs of capacitors connected to the common mode transformer and the input terminal of the inverter.
  • One end of the primary winding of each of the three common mode transformers is connected to each of the three output terminals of the inverter.
  • the other end of the primary winding of each of the three common mode transformers is the other end of one of each pair of capacitors in the three pairs of capacitors with one end connected to one of the pair of input terminals of the inverter and the other end of the inverter. It is connected to the other end of each pair of capacitors in a pair of capacitors having one end connected to the other of the pair of input terminals.
  • Each of the three phase secondary windings of the three common mode transformers is connected in series with each other.
  • Each end of each of the three phase secondary windings of the three common mode transformers connected in series with each other is connected to each of the three output terminals of the inverter.
  • the other ends of each of the three-phase secondary windings of the three common-mode transformers connected in series with each other are connected to a three-phase AC motor.
  • the primary winding is phase by phase
  • the secondary winding is three phases together
  • the ratio of the number of turns of the primary winding to the number of turns of the secondary winding is 3. Since it is 1, the common mode voltage is appropriately offset from the voltage of each phase. As a result, the common mode voltage can be reduced.
  • the number of turns of the primary winding of each of the three common mode transformers may be 3, and the number of turns of the secondary winding of each of the three common mode transformers may be 1.
  • the number of turns of the primary winding of each of the three common mode transformers is 3, and the number of turns of the secondary winding of each of the three common mode transformers is 1, so that the secondary winding is thick.
  • the number of wire turns can be minimized. Since the current flowing through the primary winding is small, the primary winding can be made thin, and since the number of turns is 3, it occupies only a small space. Therefore, the common mode transformer can be significantly miniaturized.
  • the primary winding of each of the three common mode transformers is wound three times by passing through the inside and outside of the annular core of the common mode transformer, and the secondary winding of each of the three common mode transformers is. It may be wound once by passing inside the annular iron core of each of the three common mode transformers only once.
  • the primary winding since the current flowing through the primary winding is small, the primary winding can be made thin, and the primary winding is wound three times by passing through the inside and outside of the annular iron core of the common mode transformer. Occupies only a small space. Further, since the secondary winding of each of the three common mode transformers is wound once by passing through the inside of the annular iron core of each of the three common mode transformers only once, the secondary winding of the secondary winding. It is easy to increase the space factor and it is easy to miniaturize. Therefore, the common mode transformer can be significantly miniaturized.
  • the common mode filter circuit 10 of the present embodiment has a pair of input terminals 30a and 30b connected to the power supply 20 and three output terminals 30u, 30v and 30w for outputting three-phase alternating current. It is connected between the provided inverter 30 and the three-phase alternating current electric motor 40 to which three-phase alternating current is supplied from the output terminals 30u, 30v, 30w of the inverter 30 via the motor cable 50.
  • the power supply 20 is a DC power supply such as a battery and a converter.
  • the inverter 30 is, for example, a voltage type PWM inverter.
  • the inverter 30 converts the DC voltage supplied from the power supply 20 via the input terminals 30a and 30b into a three-phase AC voltage by the switching operation of the power semiconductor element (IGBT, SiC, etc.), and the output terminals 30u, 30v, A three-phase AC voltage is output from 30w.
  • the AC voltage converted by the inverter 30 is supplied to the three-phase AC electric motor 40 via the common mode filter circuit 10 and the motor cable 50.
  • the frame of the three-phase AC motor 40 is connected to the installation voltage via a ground wire.
  • the common mode filter circuit 10 is connected to three common mode transformers 61, 62, 63 that cancel the common mode voltage of three-phase alternating current, and to the common mode transformers 61, 62, 63 and the input terminals 30a, 30b of the inverter 30, respectively. It is equipped with three pairs of capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76.
  • the common mode transformer 61 has a one-phase primary winding 61t and a three-phase secondary winding 61u, 61v, 61w.
  • the common mode transformer 62 has a one-phase primary winding 62t and a three-phase secondary winding 62u, 62v, 62w.
  • the common mode transformer 63 has a one-phase primary winding 63t and a three-phase secondary winding 63u, 63v, 63w.
  • One ends 61a, 62a, 63a of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are connected to each of the three output terminals 30u, 30v, 30w of the inverter 30. That is, one end 61a of the primary winding 61t of the common mode transformer 61 is connected to the three-phase U-phase output terminal 30u of the inverter 30. One end 62a of the primary winding 62t of the common mode transformer 62 is connected to the output terminal 30v of the three-phase V phase of the inverter 30. One end 63a of the primary winding 63t of the common mode transformer 63 is connected to the three-phase W-phase output terminal 30w of the inverter 30.
  • the other ends 61b, 62b, 63b of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are connected to the other ends 71b, 73b, 75b of the capacitors 71, 73, 75. ..
  • the capacitors 71, 73, 75 are one of a pair of capacitors 71, 72, a capacitor 73, 74, and a capacitor 75, 76, respectively, among the three pairs of capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76.
  • One ends 71a, 73a, 75a of the capacitors 71, 73, 75 are connected to the input terminal 30b, which is one of the pair of input terminals 30a, 30b of the inverter 30.
  • the other ends 61b, 62b, 63b of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are connected to the other ends 72b, 74b, 76b of the capacitors 72, 74, 76. ..
  • the capacitors 72, 74, 76 are the other of the pair of capacitors 71, 72, the capacitors 73, 74 and the capacitors 75, 76, respectively, among the three pairs of capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76.
  • One ends 72a, 74a, 76a of the capacitors 72, 74, 76 are connected to the input terminal 30a, which is the other end of the pair of input terminals 30a, 30b of the inverter 30.
  • the other end 61b of the primary winding 61t of the common mode transformer 61 connected to the U phase of the inverter 30 is the other end 71b of the capacitor 71 to which one end 71a is connected to one input terminal 30a of the inverter 30 and the inverter.
  • One end 72a is connected to the other end 72b of the capacitor 72 connected to the other input terminal 30b of 30.
  • the other end 62b of the primary winding 62t of the common mode transformer 62 connected to the V phase of the inverter 30 is the other end 73b of the capacitor 73 to which one end 73a is connected to one input terminal 30a of the inverter 30 and the other end 73b of the inverter 30.
  • One end 74a is connected to the other end 74b of the capacitor 74 connected to the other input terminal 30b.
  • the other end 63b of the primary winding 63t of the common mode transformer 63 connected to the W phase of the inverter 30 is the other end 75b of the capacitor 75 to which one end 75a is connected to one input terminal 30a of the inverter 30 and the other end 75b of the inverter 30.
  • One end 76a is connected to the other end 76b of the capacitor 76 connected to the other input terminal 30b.
  • the primary windings 61t, 62t, 63t and the capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76 constitute a filter for detecting the U-phase, V-phase, and W-phase common mode voltages.
  • Each of the three-phase secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w of the three common mode transformers 61, 62, 63 are connected in series with each other.
  • the 64 wb is connected to each phase of the three-phase AC motor 40 via the motor cable 50.
  • one end 64ua of the U-phase secondary windings 61u, 62u, 63u of the common mode transformers 61, 62, 63 connected in series with each other is connected to the U-phase output terminal 30u of the inverter 30, and the other end.
  • 64 ub is connected to the U phase of the three-phase AC motor 40.
  • One end 64va of the V-phase secondary windings 61v, 62v, 63v of the common mode transformers 61, 62, 63 connected in series with each other is connected to the V-phase output terminal 30v of the inverter 30, and the other end 64vb is connected. It is connected to the V phase of the three-phase AC motor 40.
  • One end 64wa of the W phase secondary windings 61w, 62w, 63w of the common mode transformers 61, 62, 63 connected in series to each other is connected to the W phase output terminal 30w of the inverter 30, and the other end 64wb is connected. It is connected to the W phase of the three-phase AC motor 40.
  • the ratio of is 3: 1.
  • the number of turns of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63 is 3, and the secondary windings of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively.
  • the number of turns of the wires 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w is 1 (only passes through the inside of the iron core 65 described later).
  • FIG. 2 shows a common mode transformer 61 as a representative of the three common mode transformers 61, 62, 63, but the same applies to the other common mode transformers 62, 63 in the following description.
  • the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are wound three times by passing through the inner 65i and the outer 65o of the annular iron core of the common mode transformer. Since a current of only about 1 to 2 A flows through the primary windings 61t, 62t, 63t on the side of the capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76, for example, the conductor cross-sectional area of the primary windings 61t, 62t, 63t. Is very small.
  • a copper tape having a thickness of 30 to 40 ⁇ m and a width of about 2 to 4 mm can be applied.
  • the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are the annular rings of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively. It is wound once by passing through the inner side 65i of the iron core 65 only once. That is, the U-phase secondary windings 61u, 62u, 63u connected in series with each other and integrated, and the V-phase secondary windings 61v, 62v, 63v connected in series with each other and integrated with each other are connected in series with each other.
  • the integrated W-phase secondary windings 61w, 62w, 63w penetrate the inner 65i of the iron cores 65 of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively.
  • the common mode filter circuit 10 of the present embodiment will be described.
  • electromagnetic noise countermeasures in which a noise filter is installed between the power supply and the inverter have been proposed.
  • the noise filter on the power supply side bypasses the common mode current.
  • the common mode current is confined between the inverter and the motor to prevent the common mode current from flowing out to the power supply side.
  • This configuration can be realized with a small common mode inductor and a ground capacitor (Y capacitor).
  • the common mode voltage cannot be attenuated, and the common mode current on the motor side increases.
  • the shaft voltage that causes radiation noise due to the common mode current on the motor side and electrolytic corrosion of the bearing of the bearing of the motor cannot be reduced.
  • such a noise filter on the power supply side cannot reduce the mixing of electromagnetic noise into the control circuits of the current sensor, the angle sensor, and the inverter.
  • Patent Document 1 it has been proposed to take measures against electromagnetic noise by installing a noise filter between the inverter and the motor. Further, as such a noise filter on the motor side, a configuration for suppressing the common mode voltage itself, which is a cause of electromagnetic noise, has been proposed. In such a configuration, the common mode currents on both the power supply side and the motor side are attenuated. Therefore, in such a configuration, it is possible to reduce the radiation noise due to the common mode current on the motor side and the shaft voltage that causes electrolytic corrosion of the bearing of the bearing of the motor, which is a problem in the noise filter on the power supply side.
  • a configuration has been proposed in which a differential mode inductor and a common mode inductor are installed between the inverter and the motor.
  • a differential mode capacitor is connected to each phase connection to the motor, and the other end of the filter capacitor, one end of which is connected to the input terminal of the inverter, is connected to each of the differential mode capacitors.
  • the differential mode inductor and the differential mode capacitor make up the sinusoidal filter.
  • the common mode inductor, differential mode capacitor and filter capacitor form the common mode filter.
  • the differential mode inductor is very large. Since the common mode inductor also requires several turns, it becomes large.
  • a configuration in which a small non-zero-phase choke is connected to the output of each phase of the inverter has been proposed.
  • the non-zero phase choke is connected to the primary winding of the common mode transformer and the output of each phase of the inverter is connected to the secondary winding of the common mode transformer.
  • the non-zero phase choke detects the common mode voltage and the common mode transformer attenuates the common mode voltage.
  • the common mode transformer requires several turns in order to secure the excitation inductance, so that the size is increased.
  • the common mode inductor and the common mode transformer require at least several turns. Therefore, the conventional noise filter is not suitable for a large current inverter having a large conductor cross section.
  • an inverter 30 provided with a pair of input terminals 30a and 30b connected to the power supply 20 and three output terminals 30u, 30v and 30w for outputting three-phase alternating current, and an output terminal 30u of the inverter 30.
  • 30v, 30w provides a common mode filter circuit 10 connected to and from a three-phase AC motor 40 to which a three-phase AC is supplied.
  • the common mode filter circuit 10 is connected to three common mode transformers 61, 62, 63 that cancel the common mode voltage of three-phase alternating current, and to the common mode transformers 61, 62, 63 and the input terminals 30a, 30b of the inverter 30, respectively. It is equipped with three pairs of capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76.
  • One ends 61a, 62a, 63a of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are connected to each of the three output terminals 30u, 30v, 30w of the inverter 30.
  • the other ends 61b, 62b, 63b of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, have one end 71a to one input terminal 30a of the pair of input terminals 30a, 30b of the inverter 30.
  • 73a, 75a are connected to each of the three pairs of capacitors 71, 72, 73, 74, 75, 76, each of which is a pair of capacitors 71, 72, capacitors 73, 74 and capacitors 75, 76.
  • 75 is connected to the other end 71b, 73b, 75b.
  • the other ends 61b, 62b, 63b of the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively, are connected to the other input terminal 30b of the pair of input terminals 30a, 30b of the inverter 30.
  • the common mode voltage is detected in the primary windings 61t, 62t, 63t of the three common mode transformers 61, 62, 63.
  • Each of the three-phase secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w of the three common mode transformers 61, 62, 63 are connected in series with each other.
  • the primary windings 61t, 62t, 63t are for each phase, and the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w.
  • the three phases are the same, and the ratio of the number of turns of the primary winding 61t, 62t, 63t to the number of turns of the secondary winding 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w is 3: Since it is 1, the common mode voltage is appropriately offset from the voltage of each phase. As a result, the common mode voltage can be reduced.
  • the common mode voltage of each phase at the output terminals 30u, 30v, 30w of the inverter 30 is v u , v v , v w
  • the common mode voltage of each phase filtered by the common mode filter circuit 10 is v u ', v v .
  • ⁇ , v w ⁇ the common mode voltages v u , v of each phase are used in each of the three common mode transformers 61, 62, 63 as shown in the following equation (1).
  • v and v w are subtracted by 1/3.
  • v u ' v u- (1/3), v u- (1/3), v v- (1/3), v w (1)
  • the common mode filter circuit 10 of the present embodiment when there is no filter, a remarkable common mode voltage is generated. As shown in FIG. 3B, even when the common mode choke is installed, the high frequency component is slightly attenuated. On the other hand, as shown in FIG. 3C, in the common mode filter circuit 10 of the present embodiment, the common mode voltage appears to be almost 0 at the scale of the same voltage axis as in the case without the filter of FIG. 3A. It is attenuated to some extent. As shown in FIG. 3 (D), in the common mode filter circuit 10 of the present embodiment, the scale of the voltage axis is set to 20 times the scale of the case without the filter of FIG. 3 (A), and the common mode voltage can be confirmed.
  • the ratio of the number of turns on the primary side to the number of turns on the secondary side is 3: 1, so that the thick secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v , 63w can be reduced in number of turns. Since the current flowing through the primary windings 61t, 62t, 63t is small, the primary windings 61t, 62t, 63t can be made thin, and even if the number of turns is large, they do not occupy a large space. Therefore, the common mode transformers 61, 62, 63 can be significantly reduced in size. That is, in the present embodiment, it is possible to cope with the large current inverter 30 while ensuring the excitation inductance of the common mode transformers 61, 62, 63.
  • the number of turns of the primary windings 61t, 62t, 63t of each of the three common mode transformers 61, 62, 63 is 3, and two of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively. Since the number of turns of the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w is 1, the thick secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, The number of turns of 63w can be minimized.
  • the primary windings 61t, 62t, 63t can be made thin. Further, since the number of turns of the primary windings 61t, 62t, and 63t is 3, it occupies only a small space. Therefore, the common mode transformers 61, 62, 63 can be significantly reduced in size.
  • the primary windings 61t, 62t, 63t can be made thin. Since the primary windings 61t, 62t, 63t are wound three times by passing through the inner 65i and the outer 65o of the annular iron core 65 of the common mode transformers 61, 62, 63, they occupy only a small space.
  • the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively are the secondary windings 61u, 62, 63 of the three common mode transformers 61, 62, 63, respectively. Since it is wound once by passing through the inner side 65i of the annular iron core 65 only once, the space factor of the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w can be obtained. Easy to raise and miniaturize. Therefore, the common mode transformers 61, 62, 63 can be significantly reduced in size.
  • the embodiment is not limited to the above embodiment.
  • the annular iron core 65 surrounding the secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, 63v, 63w is disclosed completely continuously.
  • the annular iron core 65 is divided at any part and discontinuously secondary windings 61u, 61v, 61w, 62u, 62v, 62w, 63u, Those surrounding 63v and 63w are also included.
  • the common mode voltage can be reduced.

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Abstract

コモンモードトランスと、キャパシタとを備え、コモンモードトランスの一次巻線の一端はインバータの出力端子に接続され、一次巻線の他端はインバータの入力端子に一端が接続されたキャパシタの他端に接続され、コモンモードトランスの二次巻線は互いに直列に接続され、二次巻線の一端はインバータの出力端子に接続され、二次巻線の他端は三相交流電動機に接続され、一次巻線と二次巻線との巻き数の比は３：１であるコモンモードフィルタ回路。

Description

コモンモードフィルタ回路
　本開示は、コモンモードフィルタ回路に関するものである。
　インバータから交流を供給される交流電動機において、ノイズを低減する技術が提案されている。インバータの出力側のノイズ対策で広く普及しているのは、インバータと交流電動機との間に零相リアクトルを設置する手法である。零相リアクトルの設置は、コモンモード電流の低減にはある程度の効果がある。零相リアクトルの設置は、大きなリアクトルを必要としない簡易な手法であり、広く普及している。また、例えば、特許文献１には、インバータと交流電動機とを接続する三相の電線が円環状の磁性体の内側を通過させられ、円環状の磁性体の内側と外側とを通って巻回された別の電線にキャパシタが接続された回路が開示されている。
特開２０１９‐１１５２２３号公報
　ところで、上記のような技術では、コモンモード電流の低減にはある程度の効果があるが、交流電動機の軸受の故障の要因となるコモンモード電圧を低減する効果は不十分である。したがって、上記のような技術では、ノイズ対策の効果は限られている。
　そこで本開示は、コモンモード電圧を低減できるコモンモードフィルタ回路を提供することを説明する。
　本開示の一側面は、電源に接続された一対の入力端子と三相交流を出力する３つの出力端子とを備えたインバータと、インバータの出力端子から三相交流を供給される三相交流電動機との間に接続されるコモンモードフィルタ回路であって、三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランスと、コモンモードトランスとインバータの入力端子とにそれぞれ接続された三対のキャパシタとを備え、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続され、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の他端は、インバータの一対の入力端子の一方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの一方の他端と、インバータの一対の入力端子の他方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの他方の他端とに接続され、３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれは、互いに直列に接続され、互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続され、互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの他端は、三相交流電動機に接続され、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の巻き数と二次巻線の巻き数との比は、３：１であるコモンモードフィルタ回路である。
　本開示の一側面のコモンモードフィルタ回路によれば、コモンモード電圧を低減できる。
実施形態に係るコモンモードフィルタ回路を示す図である。 図１のコモンモードトランスを示す斜視図である。 （Ａ）はコモンモードフィルタ回路が無い場合のインバータから供給される一相分の交流電圧を示すグラフであり、（Ｂ）はコモンモードチョークコイルを設置した場合のインバータから供給される一相分の交流電圧を示すグラフであり、（Ｃ）は実施形態に係るコモンモードフィルタ回路が設置された場合のコモンモード電圧を示すグラフであり、（Ｄ）は（Ｃ）の電圧軸を拡大した場合のコモンモード電圧を示すグラフである。
　本開示の一側面は、電源に接続された一対の入力端子と三相交流を出力する３つの出力端子とを備えたインバータと、インバータの出力端子から三相交流を供給される三相交流電動機との間に接続されるコモンモードフィルタ回路であって、三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランスと、コモンモードトランスとインバータの入力端子とにそれぞれ接続された三対のキャパシタとを備え、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続され、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の他端は、インバータの一対の入力端子の一方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの一方の他端と、インバータの一対の入力端子の他方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの他方の他端とに接続され、３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれは、互いに直列に接続され、互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続され、互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの他端は、三相交流電動機に接続され、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の巻き数と二次巻線の巻き数との比は、３：１であるコモンモードフィルタ回路である。
　この構成によれば、電源に接続された一対の入力端子と三相交流を出力する３つの出力端子とを備えたインバータと、インバータの出力端子から三相交流を供給される三相交流電動機との間に接続されるコモンモードフィルタ回路が提供される。コモンモードフィルタ回路は、三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランスと、コモンモードトランスとインバータの入力端子とにそれぞれ接続された三対のキャパシタとを備える。
　３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続される。３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の他端は、インバータの一対の入力端子の一方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの一方の他端と、インバータの一対の入力端子の他方に一端が接続された三対のキャパシタの内のそれぞれ一対のキャパシタの他方の他端とに接続される。これにより、３つのコモンモードトランスの一次巻線にコモンモード電圧が検出される。
　３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれは、互いに直列に接続される。互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの一端は、インバータの３つの出力端子のそれぞれに接続される。互いに直列に接続された３つのコモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれの他端は、三相交流電動機に接続される。３つのコモンモードトランスのそれぞれにおいて、一次巻線は一相ごとであり、二次巻線は三相が一緒であり、一次巻線の巻き数と二次巻線の巻き数との比は３：１であるため、各相の電圧からコモンモード電圧が適切に相殺される。これにより、コモンモード電圧を低減できる。
　この場合、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の巻き数は３であり、３つのコモンモードトランスのそれぞれの二次巻線の巻き数は１であってもよい。
　この構成によれば、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の巻き数は３であり、３つのコモンモードトランスのそれぞれの二次巻線の巻き数は１であるため、太い二次巻線の巻き数を最小にできる。一次巻線を流れる電流は小さいため一次巻線は細くでき、また巻き数は３であるため、小さな空間しか占有しない。したがって、コモンモードトランスを大幅に小型化できる。
　この場合、３つのコモンモードトランスのそれぞれの一次巻線は、コモンモードトランスの環状の鉄心の内側及び外側を通過することにより３回巻かれ、３つのコモンモードトランスのそれぞれの二次巻線は、３つのコモンモードトランスのそれぞれの環状の鉄心の内側を１回だけ通過することにより１回巻かれていてもよい。
　この構成によれば、一次巻線を流れる電流は小さいため一次巻線は細くでき、一次巻線はコモンモードトランスの環状の鉄心の内側及び外側を通過することにより３回巻かれているため、小さな空間しか占有しない。また、３つのコモンモードトランスのそれぞれの二次巻線は、３つのコモンモードトランスのそれぞれの環状の鉄心の内側を１回だけ通過することにより１回巻かれているため、二次巻線の占積率を上げやすく、小型化し易い。したがって、コモンモードトランスを大幅に小型化できる。
　以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示されるように、本実施形態のコモンモードフィルタ回路１０は、電源２０に接続された一対の入力端子３０ａ，３０ｂと三相交流を出力する３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗとを備えたインバータ３０と、インバータ３０の出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗからモータケーブル５０を介して三相交流を供給される三相交流電動機４０との間に接続される。
　電源２０は、バッテリ及びコンバータ等の直流電源である。インバータ３０は、例えば、電圧形ＰＷＭインバータである。インバータ３０は、入力端子３０ａ，３０ｂを介して電源２０から供給された直流電圧を電力用半導体素子（ＩＧＢＴ、ＳｉＣ等）のスイッチング動作により三相の交流電圧に変換し、出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗから三相の交流電圧を出力する。インバータ３０により変換された交流電圧は、コモンモードフィルタ回路１０及びモータケーブル５０を介して三相交流電動機４０に供給される。三相交流電動機４０のフレームは、接地線を介して設置電圧と接続されている。
　コモンモードフィルタ回路１０は、三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランス６１，６２，６３と、コモンモードトランス６１，６２，６３とインバータ３０の入力端子３０ａ，３０ｂとにそれぞれ接続された三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６とを備える。
　コモンモードトランス６１は、一相の一次巻線６１ｔと三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗとを有する。コモンモードトランス６２は、一相の一次巻線６２ｔと三相の二次巻線６２ｕ，６２ｖ，６２ｗとを有する。コモンモードトランス６３は、一相の一次巻線６３ｔと三相の二次巻線６３ｕ，６３ｖ，６３ｗとを有する。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの一端６１ａ，６２ａ，６３ａは、インバータ３０の３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのそれぞれに接続されている。つまり、コモンモードトランス６１の一次巻線６１ｔの一端６１ａは、インバータ３０の三相のＵ相の出力端子３０ｕに接続されている。コモンモードトランス６２の一次巻線６２ｔの一端６２ａは、インバータ３０の三相のＶ相の出力端子３０ｖに接続されている。コモンモードトランス６３の一次巻線６３ｔの一端６３ａは、インバータ３０の三相のＷ相の出力端子３０ｗに接続されている。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの他端６１ｂ，６２ｂ，６３ｂは、キャパシタ７１，７３，７５の他端７１ｂ，７３ｂ，７５ｂに接続されている。キャパシタ７１，７３，７５は、三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の内のそれぞれ一対のキャパシタ７１，７２、キャパシタ７３，７４及びキャパシタ７５，７６の一方である。キャパシタ７１，７３，７５の一端７１ａ，７３ａ，７５ａは、インバータ３０の一対の入力端子３０ａ，３０ｂの一方である入力端子３０ｂに接続されている。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの他端６１ｂ，６２ｂ，６３ｂは、キャパシタ７２，７４，７６の他端７２ｂ，７４ｂ，７６ｂに接続されている。キャパシタ７２，７４，７６は、三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の内のそれぞれ一対のキャパシタ７１，７２、キャパシタ７３，７４及びキャパシタ７５，７６の他方である。キャパシタ７２，７４，７６の一端７２ａ，７４ａ，７６ａは、インバータ３０の一対の入力端子３０ａ，３０ｂの他方である入力端子３０ａに接続されている。
　つまり、インバータ３０のＵ相に接続されたコモンモードトランス６１の一次巻線６１ｔの他端６１ｂは、インバータ３０の一方の入力端子３０ａに一端７１ａが接続されたキャパシタ７１の他端７１ｂと、インバータ３０の他方の入力端子３０ｂに一端７２ａが接続されたキャパシタ７２の他端７２ｂとに接続されている。
　インバータ３０のＶ相に接続されたコモンモードトランス６２の一次巻線６２ｔの他端６２ｂは、インバータ３０の一方の入力端子３０ａに一端７３ａが接続されたキャパシタ７３の他端７３ｂと、インバータ３０の他方の入力端子３０ｂに一端７４ａが接続されたキャパシタ７４の他端７４ｂとに接続されている。
　インバータ３０のＷ相に接続されたコモンモードトランス６３の一次巻線６３ｔの他端６３ｂは、インバータ３０の一方の入力端子３０ａに一端７５ａが接続されたキャパシタ７５の他端７５ｂと、インバータ３０の他方の入力端子３０ｂに一端７６ａが接続されたキャパシタ７６の他端７６ｂとに接続されている。一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔと、キャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６とは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコモンモード電圧を検出するフィルタを構成する。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれは、互いに直列に接続されている。互いに直列に接続された３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれの一端６４ｕａ，６４ｖａ，６４ｗａは、インバータの３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのそれぞれに接続されている。
　互いに直列に接続された３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれの他端６４ｕｂ，６４ｖｂ，６４ｗｂは、モータケーブル５０を介して三相交流電動機４０の各相に接続されている。
　つまり、インバータ３０のＵ相の出力端子３０ｕには、互いに直列に接続されたコモンモードトランス６１，６２，６３のＵ相の二次巻線６１ｕ，６２ｕ，６３ｕの一端６４ｕａが接続され、他端６４ｕｂが三相交流電動機４０のＵ相に接続されている。
　インバータ３０のＶ相の出力端子３０ｖには、互いに直列に接続されたコモンモードトランス６１，６２，６３のＶ相の二次巻線６１ｖ，６２ｖ，６３ｖの一端６４ｖａが接続され、他端６４ｖｂが三相交流電動機４０のＶ相に接続されている。
　インバータ３０のＷ相の出力端子３０ｗには、互いに直列に接続されたコモンモードトランス６１，６２，６３のＷ相の二次巻線６１ｗ，６２ｗ，６３ｗの一端６４ｗａが接続され、他端６４ｗｂが三相交流電動機４０のＷ相に接続されている。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの巻き数と二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数との比は、３：１である。本実施形態では、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの巻き数は３であり、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数は１(後述の鉄心６５の内側を通過するのみ)である。
　図２に示されるように、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３は、環状の鉄心６５を有する。図２には、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の代表としてコモンモードトランス６１が示されるが、以下の説明において、他のコモンモードトランス６２，６３についても同様である。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは、コモンモードトランスの環状の鉄心の内側６５ｉ及び外側６５ｏを通過することにより３回巻かれている。キャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の側の一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔには、例えば１～２Ａ程度しか電流が流れないため、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの導体断面積は非常に小さい。例えば、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは、厚さが３０～４０μｍ、幅が２～４ｍｍ程度の銅テープを適用できる。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗは、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの環状の鉄心６５の内側６５ｉを１回だけ通過することにより１回巻かれている。つまり、互いに直列に接続され一体化したＵ相の二次巻線６１ｕ，６２ｕ，６３ｕと、互いに直列に接続され一体化したＶ相の二次巻線６１ｖ，６２ｖ，６３ｖと、互いに直列に接続され一体化したＷ相の二次巻線６１ｗ，６２ｗ，６３ｗとは、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの鉄心６５の内側６５ｉを貫通している。
　以下、本実施形態のコモンモードフィルタ回路１０の作用及び効果について説明する。従来においては、電源とインバータと電動機とを備えた回路において、電源とインバータとの間にノイズフィルタを設置する電磁ノイズ対策が提案されている。この構成では、電源側のノイズフィルタによりコモンモード電流がバイパスされる。この構成では、コモンモード電流をインバータと電動機との間に閉じ込めることにより、コモンモード電流の電源側への流出が防がれる。この構成は、小型なコモンモードインダクタ及び接地キャパシタ（Ｙキャパシタ）で実現できる。
　しかし、この構成では、コモンモード電圧は減衰できず、電動機側のコモンモード電流は増大する。このような電源側のノイズフィルタでは、電動機側のコモンモード電流による放射ノイズ及び電動機の軸受のベアリングの電食の原因となる軸電圧は低減できない。また、このような電源側のノイズフィルタでは、電流センサ、角度センサ及びインバータの制御回路への電磁ノイズ混入も低減できない。
　一方、上記特許文献１のように、インバータと電動機との間にノイズフィルタを設置する電磁ノイズ対策が提案されている。また、このような電動機側のノイズフィルタとして、電磁ノイズの原因であるコモンモード電圧そのものを抑制する構成も提案されている。このような構成では、電源側及び電動機側の両方のコモンモード電流が減衰させられる。したがって、このような構成では、上記の電源側のノイズフィルタで問題となる電動機側のコモンモード電流による放射ノイズ及び電動機の軸受のベアリングの電食の原因となる軸電圧を低減できる。
　しかし、このような電動機側のノイズフィルタでは、ノイズフィルタを構成するコモンモードインダクタ又はコモンモードトランスにおいて、最低、数回の巻き数が必要である。したがって、大電流のインバータでは、ノイズフィルタが大型化する。
　例えば、インバータと電動機との間にディファレンシャルモードインダクタとコモンモードインダクタとを設置した構成が提案されている。この構成では、電動機への各相の結線にディファレンシャルモードキャパシタがそれぞれ接続され、ディファレンシャルモードキャパシタのそれぞれにインバータの入力端子に一端を接続されたフィルタキャパシタの他端が接続される。この構成では、ディファレンシャルモードインダクタ及びディファレンシャルモードキャパシタが正弦波化フィルタを構成する。この構成では、コモンモードインダクタ、ディファレンシャルモードキャパシタ及びフィルタキャパシタがコモンモードフィルタを構成する。しかし、ディファレンシャルモードインダクタは非常に大型である。コモンモードインダクタも数回の巻き数が必要であるため、大型化する。
　また、大型なディファレンシャルモードインダクタの替りに、インバータの各相の出力に小型な非零相チョークが接続された構成が提案されている。この構成では、非零相チョークがコモンモードトランスの一次巻線に接続され、インバータの各相の出力がコモンモードトランスの二次巻線に接続されている。この構成では、非零相チョークによりコモンモード電圧が検出され、コモンモードトランスによりコモンモード電圧が減衰される。しかし、コモンモードトランスでは、励磁インダクタンスの確保のため、数回の巻き数が必要であるため、大型化する。
　したがって、従来においては、コモンモードインダクタ及びコモンモードトランスで、最低、数回の巻き数が必要である。そのため、従来のノイズフィルタは特に導体断面積が大きくなる大電流のインバータでは不向きである。
　一方、本実施形態では、電源２０に接続された一対の入力端子３０ａ，３０ｂと三相交流を出力する３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗとを備えたインバータ３０と、インバータ３０の出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗから三相交流を供給される三相交流電動機４０との間に接続されるコモンモードフィルタ回路１０が提供される。コモンモードフィルタ回路１０は、三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランス６１，６２，６３と、コモンモードトランス６１，６２，６３とインバータ３０の入力端子３０ａ，３０ｂとにそれぞれ接続された三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６とを備える。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの一端６１ａ，６２ａ，６３ａは、インバータ３０の３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのそれぞれに接続される。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの他端６１ｂ，６２ｂ，６３ｂは、インバータ３０の一対の入力端子３０ａ，３０ｂの一方の入力端子３０ａに一端７１ａ，７３ａ，７５ａが接続された三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の内のそれぞれ一対のキャパシタ７１，７２、キャパシタ７３，７４及びキャパシタ７５，７６の一方のキャパシタ７１，７３，７５の他端７１ｂ，７３ｂ，７５ｂに接続される。
　また、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの他端６１ｂ，６２ｂ，６３ｂは、インバータ３０の一対の入力端子３０ａ，３０ｂの他方の入力端子３０ｂに一端７２ａ，７４ａ，７６ａが接続された三対のキャパシタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の内のそれぞれ一対のキャパシタ７１，７２、キャパシタ７３，７４及びキャパシタ７５，７６の他方のキャパシタ７２，７４，７６の他端７２ｂ，７４ｂ，７６ｂに接続される。以上の構成により、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔにコモンモード電圧が検出される。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれは、互いに直列に接続される。互いに直列に接続された３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれの一端６４ｕａ，６４ｖａ，６４ｗａは、インバータ３０の３つの出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのそれぞれに接続される。互いに直列に接続された３つのコモンモードトランス６１，６２，６３の三相の二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗのそれぞれの他端６４ｕｂ，６４ｖｂ，６４ｗｂは、三相交流電動機４０に接続される。
　３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれにおいて、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは一相ごとであり、二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗは三相が一緒であり、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの巻き数と二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数との比は３：１であるため、各相の電圧からコモンモード電圧が適切に相殺される。これにより、コモンモード電圧を低減できる。
　インバータ３０の出力端子３０ｕ，３０ｖ，３０ｗにおける各相のコモンモード電圧をｖｕ，ｖｖ，ｖｗとし、コモンモードフィルタ回路１０によりフィルタされた各相のコモンモード電圧をｖｕ´，ｖｖ´，ｖｗ´とする。例えば、Ｕ相の二次巻線６１ｕ，６２ｕ，６３ｕでは、以下の式（１）のように、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれにおいて、各相のコモンモード電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗが１／３づつ減算される。
　ｖｕ´＝ｖｕ－（１／３）・ｖｕ－（１／３）・ｖｖ－（１／３）・ｖｗ　（１）
　各相のコモンモード電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗの１／３の合計は、各相のコモンモード電圧ｖｃｍに等しい。このため、以下の式（２）のように、Ｕ相において、コモンモード電圧を相殺できる。Ｖ相及びＷ相においても同様である。
　ｖｕ´＝ｖｕ－（１／３）・ｖｕ－（１／３）・ｖｖ－（１／３）・ｖｗ＝ｖｕ－ｖｃｍ　（２）
　例えば、図３（Ａ）に示されるように、フィルタが無い場合には、顕著なコモンモード電圧が生じる。図３（Ｂ）に示されるように、コモンモードチョークが設置された場合であっても、高周波成分が多少減衰した程度となる。一方、図３（Ｃ）に示されるように、本実施形態のコモンモードフィルタ回路１０では、図３（Ａ）のフィルタが無い場合と同じ電圧軸のスケールでは、コモンモード電圧はほぼ０に見える程度に減衰される。図３（Ｄ）に示されるように、本実施形態のコモンモードフィルタ回路１０では、電圧軸のスケールを図３（Ａ）のフィルタが無い場合の２０倍にして、コモンモード電圧が確認できる。
　また、本実施形態では、一次側の巻き数と二次側の巻き数との比は３：１であるため、太い二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数を少なくできる。一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔを流れる電流は小さいため、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは細くでき、巻き数が多くても大きな空間を占有しない。したがって、コモンモードトランス６１，６２，６３を大幅に小型化できる。つまり、本実施形態では、コモンモードトランス６１，６２，６３の励磁インダクタンスを確保しつつ、大電流のインバータ３０に対応できる。
　また、本実施形態では、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの巻き数は３であり、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数は１であるため、太い二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの巻き数を最小にできる。一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔを流れる電流は小さいため、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは細くできる。また、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔの巻き数は３であるため、小さな空間しか占有しない。したがって、コモンモードトランス６１，６２，６３を大幅に小型化できる。
　また、本実施形態では、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔを流れる電流は小さいため、一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔは細くできる。一次巻線６１ｔ，６２ｔ，６３ｔはコモンモードトランス６１，６２，６３の環状の鉄心６５の内側６５ｉ及び外側６５ｏを通過することにより３回巻かれているため、小さな空間しか占有しない。また、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗは、３つのコモンモードトランス６１，６２，６３のそれぞれの環状の鉄心６５の内側６５ｉを１回だけ通過することにより１回巻かれているため、二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗの占積率を上げやすく、小型化し易い。したがって、コモンモードトランス６１，６２，６３を大幅に小型化できる。
　以上、実施形態について説明したが、実施形態は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、完全に連続して二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗを囲繞する環状の鉄心６５が開示された。しかし、鉄心６５によって磁気回路が形成される限りにおいて、環状の鉄心６５とは、いずれかの部位で分割され、不連続で二次巻線６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗを囲繞するものも含まれる。
　本開示の一側面のコモンモードフィルタ回路によれば、コモンモード電圧を低減できる。
１０　コモンモードフィルタ回路
２０　電源
３０　インバータ
３０ａ，３０ｂ　入力端子
３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ　出力端子
４０　三相交流電動機
５０　モータケーブル
６１，６２，６３　コモンモードトランス
６１ｔ，６２ｔ，６３ｔ　一次巻線
６１ｕ，６１ｖ，６１ｗ，６２ｕ，６２ｖ，６２ｗ，６３ｕ，６３ｖ，６３ｗ　二次巻線
６１ａ，６２ａ，６３ａ　一端
６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ　他端
６４ｕａ，６４ｖａ，６４ｗａ　一端
６４ｕｂ，６４ｖｂ，６４ｗｂ　他端
６５　鉄心
６５ｉ　内側
６５ｏ　外側
７１，７２，７３，７４，７５，７６　キャパシタ
７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７５ａ，７６ａ　一端
７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ，７５ｂ，７６ｂ　他端

Claims (3)

  1. 　電源に接続された一対の入力端子と三相交流を出力する３つの出力端子とを備えたインバータと、前記インバータの前記出力端子から前記三相交流を供給される三相交流電動機との間に接続されるコモンモードフィルタ回路であって、
    　前記三相交流のコモンモード電圧を相殺する３つのコモンモードトランスと、
    　前記コモンモードトランスと前記インバータの前記入力端子とにそれぞれ接続された三対のキャパシタと、
    を備え、
    　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの一次巻線の一端は、前記インバータの３つの前記出力端子のそれぞれに接続され、
    　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記一次巻線の他端は、前記インバータの一対の前記入力端子の一方に一端が接続された三対の前記キャパシタの内のそれぞれ一対の前記キャパシタの一方の他端と、前記インバータの一対の前記入力端子の他方に一端が接続された三対の前記キャパシタの内のそれぞれ一対の前記キャパシタの他方の他端とに接続され、
    　３つの前記コモンモードトランスの三相の二次巻線のそれぞれは、互いに直列に接続され、
    　互いに直列に接続された３つの前記コモンモードトランスの三相の前記二次巻線のそれぞれの一端は、前記インバータの３つの前記出力端子のそれぞれに接続され、
    　互いに直列に接続された３つの前記コモンモードトランスの三相の前記二次巻線のそれぞれの他端は、前記三相交流電動機に接続され、
    　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記一次巻線の巻き数と前記二次巻線の巻き数との比は、３：１である、コモンモードフィルタ回路。
  2. 　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記一次巻線の巻き数は３であり、３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記二次巻線の巻き数は１である、請求項１に記載のコモンモードフィルタ回路。
  3. 　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記一次巻線は、前記コモンモードトランスの環状の鉄心の内側及び外側を通過することにより３回巻かれ、
    　３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの前記二次巻線は、３つの前記コモンモードトランスのそれぞれの環状の前記鉄心の前記内側を１回だけ通過することにより１回巻かれている、請求項２に記載のコモンモードフィルタ回路。
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